Flex Temperature

[Mikel24]

Hallo zusammen,

 

bin gerade wieder auf die Flex-Temperature gestoßen. Leider kann ich damit gar nichts anfangen, zwar hatte ich schonmal was darüber gehört, aber wohl nicht so richtig wahrgenommen...

 

Bin mir aber ziemlich sicher das mir Jemand das hier sicherlich noch mal erklären kann was die Flex-Temperature ist und wie sich diese zusammensetzt?

 

Schonmal jetzt, vilen Dank für Eure Mühe!

[Tigerstift]

Hallo Mike,

 

Im Prinzip wird mit der Flex Temp dem Triebwerk bzw. dem FADEC eine höhere Aussentemperatur vorgegaukelt.

 

Damit kannst du mit optimalen Gewichts/Schub Verhältnis deine Triebwerke beim Take Off betreiben.

 

Bei höheren Aussentemperaturen besitzt die Luft eine geringere Dichte. Also kommt vorrne wie hinten am Triebwerk weniger raus. Somit kannst du für den Take Off das optimal Schub/Gewichts/Runwaylange verhältnis erreichen.

[Dan83]

Der entsprechende Auszug aus dem FCOM 2 - Flight Preparation:

 

The pilot can use flexible takeoff when the actual takeoff weight is lower than the maximum permissible takeoff weight for the actual temperature. The maximum permissible takeoff weight decreases when temperature increases, so it is possible to assume a temperature at which the actual takeoff weight would be the limiting one. This temperature is called FLEXIBLE TEMPERATURE or assumed temperature and is entered in the FADEC via the MCDU PERF TO page in order to get the adapted thrust.

 

Daniel

[Peter Guth]

hallo

 

man könnte die ganze Sache auch noch weiter (und verständlicher) erklären:

 

bei hohen Aussentemperaturen ist zwangsläufig der Sauerstoffgehalt der Luft etwas reduziert. Folglich verlieren alle (!) Arten der Verbrennungsmotoren an Leistung. Auch Jet-Engines....

 

Allerdings werden diese Dödel nicht - wie im Auto vergleichbar - per simplem "Gaspedal" gesteuert. Vielmehr ist dafür ein Computer vorgeschaltet.

 

Dieser würde - im Bezug auf das Auto - zunächst die Gaspedalbewegung des Fahrers entgegen nehmen. Und dann würde dieses Teil erst einmal checken, ob es IHM genehm ist, was der Fahrer da vorgibt. Es würde auch noch prüfen, ob das "viele Gas", was der Fahrer wünscht, unterm Strich auch noch korrespondiert mit der Haftung der Antriebsräder.

 

Empfindet der PKW Rechner die Vorgaben des Fahrers als Kacke, als unnötig zuviel, als nicht umsetzbar auf der Strasse, so regelt diese Elektronik die Gaspedalstellung des Fahrers von selber zurück. Währenddessen der Fahrer immer noch ahnungslos Vollgas gibt, obwohl sich dafür im Auto niemand mehr interessiert.

 

Was die Meisten nicht wissen: dieses, als ESP oder ASR im Automobilbereich bezeichnete Gerät stammt ursprünglich aus der Luftfahrt. Im Jetbetrieb heißt dieser Dödel sinngemäß FADEC.

 

Soviel also vorweg

 

Doch während man im Auto als Fahrer weitgehend auf die Wirkungsweise des ESP keinen Einfluß nehmen kann, läuft es im Airliner vorzüglich anders.

 

Sehrwohl (und bewußt) kann der Pilot auf diesen Rechner manuellen Einfluß nehmen.

 

Das System ist verblüffend einfach:

 

warme Aussentemperaturen bedeuten weniger Sauerstoff in der Luft. Um eine bestimmte Startleistung zu erbringen, muss also der Dödel "Fadec" erheblich mehr Leistung von der Triebwerken verlangen. Statt Halbgas -bei kaltem Wetter- würden numehr fast Vollgas erforderlich.

 

Und jetzt kommt die feine, im Automobil so nicht bekannt Einflussnahme der Piloten: man kann nämlich den Bordrechner (an dem sinngemäß auch der Fadec Dödel hängt) genüßlich manipulieren:

 

Es herrscht kühles Wetter, sagen wir + 10°. Der Rechner wird aber vorsätzlich mit Aussentemperaturdaten gefüttert, die auf +35° gerastet werden. Der doofe Rechner erkennt die Mogelei nicht.

 

Er erwartet also heißes Wetter, er weiß, dass nunmehr die Triebwerke aber richtig ran müssen. Und, er setzt dafür entsprechende Vorgaben an die Leistung.

 

Dann folgt der Startlauf. Die Triebwerke brausen los. Und, ähh, schwupps, erreichen diese "unerwartet für den Fadec Dödel" schon sehr bald die abverlangte Leistung. Weil es kalt ist, was der Rechner nicht kapiert.

 

Also ist die Kiste glücklich, begrenzt sofort weitere Kräfte, weil ja bereits im Vorfeld die erwarteten Werte erreicht sind. Mehr wäre nicht nötig.

 

Und genau diese Manipulation ist in der Thematik gemeint! Die Bezeichnungen dafür werden von den Herstellern vorsätzlich mit anderen Namen bezeichnet. Beim Airbus z.B. TO flex, bei Boeing TO1 oder sogar TO2. Müsste besser heißen TO -2, also erheblich niedrigere Leistung als theoretisch vom FADEC berechnet.

 

Ergebnis:

spürbare Treibstoffersparnis, weniger Verschleiß, begrenzte Leistung, die aber auf jeden Fall restlos ausreicht, um unter den tatsächlichen Bedingungen (die der Fadec Dödel aber nicht kennt) safe und wirtschaftlich zu starten und/oder zu steigen...

 

Um es noch deutlicher zu machen, zum Vergleich PKW:

 

der Fahrer wünscht eine sehr schnelle Beschleunigung auf 100kmh. Der Asphalt ist trocken und fein griffig. Das weiß aber nur der Fahrer.

 

Also gibt er dem Rechner vor: Sand, rutschig.

 

Der Motor würde dann -vom , ähh FADEC- auf maximale Räderdrehzahl gerastet, denn es ist ja mit erheblichem Schlupf zu rechen.

 

Dann geht es los, volles Rohr und der Rechner im Auto ist überrascht (nee, beschissen oder manipuliert): zu seinem "entsetzen" stellt er fest, dass die (seine) gewählte Leistung gar nicht nötig ist, der Wagen geht ja bestens nach vorne. Und schon regelt er die Motorleistung herunter.

 

Alle freuen sich: der Fahrer ist rasch auf Hundert, der Motor brauchte gar nicht die anfangs gewählte Leistung (Raddrehzahl) zu bringen...

 

So ungefähr stelle man sich das Flex System vor. Also die stufenweise Manipulation der Triebwerkrechners, entweder per "frei + variabel" vorgebbarer "fiktiver" Temperaturen oder aber simpler, jedoch genauso wirksam, über festgelegte Manipulationsstufen (TO1, TO2...)

 

cheers

Peter

[Mikel24]

Hallo Jungs

 

vielen Dank für Eure Hilfe, besonders Peter für die ausführliche Erläuterung!

 

Kurze Frage hinterher: Gibt es eine Faustregel beim Airbus wie man die Flex Temp. berechnet?

[Philippe Deprez]

Hallo Peter,

 

Vielen Dank für deine Erklärungen. In diesem Punkt wage ich es, dir zu widersprechen:

 

 

Ergebnis:

spürbare Treibstoffersparnis, weniger Verschleiß, begrenzte Leistung, die aber auf jeden Fall restlos ausreicht, um unter den tatsächlichen Bedingungen (die der Fadec Dödel aber nicht kennt) safe und wirtschaftlich zu starten und/oder zu steigen...

 

 

Der Treibstoffverbrauch ist (zumindest beim A340) durch die reduzierte Startleistung etwas höher (um die 20kg), da durch das längere bzw. flachere Steigen länger in "ungünstiger" Höhe geflogen wird. Dafür werden dank der tieferen Brennkammertemperatur die Triebwerke geschont, was zusätzliche Wartungskosten erspart.

 

Gruss Philippe

[Roli Seehaus]

Hallo Jungs

 

vielen Dank für Eure Hilfe, besonders Peter für die ausführliche Erläuterung!

 

Kurze Frage hinterher: Gibt es eine Faustregel beim Airbus wie man die Flex Temp. berechnet?

 

 

Hallo Mike

 

Z.B. bei der Swissair und der Swiss (bis vor etwa 2 jahren) gabs ein Handbch mit den IRT (Individual Runway Tables). Für jeden Flughafen bzw. für jede Piste gabs eine Liste, auf der das maximale Startgewicht, die Startgeschwindigkeiten und mit etwas vergleichen die Flex Temperatur abgelesen werden konnte. Heute wird das mit dem Lap Top gemacht.

 

Eine etwas einfachere Liste für die Airbusse gibt's im jeweiligen FCOM (Flight Crew Operation Manual) Kapitel FCOM 2.02.30. Falls es Dich im Detail interessiert, mach mir doch ein Mail und ich kann Dir die ensprechende Liste für den A320, A330 oder A340 mailen.

 

Gruss Roli

[Horst K.]

Hallo Mike,

es gibt ein kleines tool mit dem man die

Flextemperatur ermitteln kann.

http://www.fsip200x.com/tpc.htm

Es ist nicht sehr aufwändig, aber ich glaube es

hilft weiter. Bei PSS scheint man das Thema Flex-

temperatur wohl nicht so ernst genommen zu

haben. Ich habe schon mit den verschiedensten

Temperaturen experimentiert. Konnte aber

keinen Unterschied feststellen.

 

Mit Grüßen von der Kieler Förde

ciao

Horst

[TooLowFlap]

http://www.flightforum.ch/forum/showpost.php?p=45738&postcount=8

http://www.flightforum.ch/forum/showpost.php?p=77959&postcount=7

http://www.flightforum.ch/forum/showpost.php?p=78111&postcount=16

[ReneD]

Hallo Peter und Jo,

 

auch von mir ein Dankeschön für die launige Erklärung bzw. für die Links von Jo. Gerade das genaue Erklären, wie man zur TFlex kommt, wollte ich schon immer mal wissen. Wir behelfen uns hier im FS ja mit diversen Tools, die dieses Auslesen simulieren. Aber was im "Hintergrund" wie berechnet wird, entgeht uns Usern dabei.

 

Eine Frage hätte ich dazu noch: Mit steigender Temperatur OAT sinkt ja die Luftdichte. Hat dieses Absinken eigentlich auch einen Einfluss auf den Auftrieb? Ich denke ja, weiß aber nicht, ob diese Verschlechterung überhaupt relevant ist.

 

Viele Grüße

René

[TooLowFlap]

Eine Frage hätte ich dazu noch: Mit steigender Temperatur OAT sinkt ja die Luftdichte. Hat dieses Absinken eigentlich auch einen Einfluss auf den Auftrieb? Ich denke ja, weiß aber nicht, ob diese Verschlechterung überhaupt relevant ist.

 

http://de.wikipedia.org/wiki/Luftdichte

 

In erster Näherung (für trockene Luft) gilt demnach:

 

Dichte = Druck / (Gaskonstante * Temperatur)

 

Dichte(15°C) = 1.013,25hPa / (287,05J/(kg * K) * 15°C)

Dichte(15°C) = 101.325Pa / (287,05J/(kg*K) * 288,15K)

Dichte(15°C) = 1,225kg/m³

 

Dichte(40°C) = 1,127kg/m³

 

Wie Du siehst, hängt die Luftdichte von Luftfeuchtigkeit (Gaskonstante), Luftdruck und Temperatur ab. Selbst bei 40°C und sonst gleichen Bedingungen ist die Dichte "nur" 8% geringer. Im gleichen Maße sinkt auch der Auftrieb (aber auch der Luftwiderstand).

[Hans Tobolla]

http://de.wikipedia.org/wiki/Luftdichte

Wie Du siehst, hängt die Luftdichte von Luftfeuchtigkeit (Gaskonstante), Luftdruck und Temperatur ab. Selbst bei 40°C und sonst gleichen Bedingungen ist die Dichte "nur" 8% geringer. Im gleichen Maße sinkt auch der Auftrieb (aber auch der Luftwiderstand).

 

Aber man muss doch bei einer geringeren Luftdichte mit einer höheren TAS abheben, und dann habe ich doch hinsichtlich des Luftwiderstand nichts gewonnen?

Und wie ist das mit dem nicht unerheblichen induzierten Widerstand beim Abheben? Da gilt doch stets näherungsweise Auftrieb gleich Gewicht?

Ist der induzierte Widerstand nun unabhängig von der Luftdichte?

 

Gruß!

 

Hans

[ReneD]

Danke Jo!

 

Was noch als Frage übrig bleibt:

 

Im gleichen Maße sinkt auch der Auftrieb (aber auch der Luftwiderstand).

 

Heißt dies, dass die Luftdichte für die aerodynamischen Verhältnisse deshalb eigentlich keine Rolle spielt und sie deshalb nur für die Leistung der Triebwerke von Bedeutung ist?

 

Gruss

René

[Hans Tobolla]

Ich sehe das so und hoffentlich richtig.

 

Du ermittelst für den Start nach Tabellen eine bestimmte IAS zum Abheben Vlo= 130 Kts.

Annahme, Meerreshöhe, Normalatmosphäre, kein Wind. Das Flugzeug hebt dann bei einer GS zugleich auch TAS bei 130 Kts ab, was auch dann die IAS ist.

 

Jetzt ist Hochsommer, die Luftdichte liegt unter der von der Normatmosphäre in Meereshöhe. Jetzt musst du vielleicht auf eine GS zugleich TAS von 140 Kts beschleunigen, damit sich eine IAS von 130 Kts einstellt und du abheben kannst.

 

Der Luftwiderstand ist für beide Fälle des Abhebens wegen gleicher IAS von 130 Kts auch gleich.

 

Gruß!

 

Hans

[ReneD]

Hallo Hans,

 

ob Du's richtig siehst, kann ich nicht beurteilen, aber falls ja, dann gehöre ich dazu!

 

Durch die Beschäftigung mit dem Thema FLEX TEMP kriege ich so langsam die Zusammenhänge in den Griff.

 

Danke für die Erläuterungen!

 

Gruss und ciao

René

[Hans Tobolla]

Ich habe jetzt mal nachgerechnet, um wieviel man die TAS bzw. GS für Vlo nun wirklich erhöhen muss, wenn es heiß draußen ist. Die Temperatur soll bei gleichbleibenden Luftdruck statt 15°C nun 45°C betragen. Um bei der hohen Temperatur die gleiche IAS für Vlo zu erreichen, brauche eine 5% höhere TAS bzw. GS. Das Verhältnis ergibt sich aus der Wurzel aus dem Quotienten T45°/T15°. T in Kelvin.

Nur 5% schneller, das wäre doch kein so großes Problem? Wäre es wohl auch nicht, wenn Motor und Luftschraube nicht mit einer 10% geringeren Luftdichte auskommen müssten. (Quotient T15/T45). Das setzt die Beschleunigung beim Start dann doch ordentlich herab.

 

Gruß!

 

Hans

[ReneD]

Hallo Hans,

 

danke für die Berechnungen. Ich war mir nach der Lektüre des threads eigentlich sicher, dass es so ist, wie Du ausgerechnet hast: dass der entscheidende Parameter bei erhöhter Temperatur OAT die verminderte Triebswerkleistung ist und der verminderte Auftrieb dabei weniger entscheidend ist. Früher dachte ich, es wäre gerade anders rum.

 

Gruss und ciao, René